《微生物学》主要知识点-05 第五章 微生物的营养
微生物学-第五章第六章
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4. 无机盐
在机体中的生理功能主要是： 构成细胞组分（大量元素和微量元素）；
是微生物生长必不可少的一类营养物质，是构成酶活
性中心的组成部分、维持酶的活性； 调节并维持细胞的渗透压平衡、控制细胞的氧化还原 电位； 供给自养微生物生长的能源物质。
微量元素 微量元素是指那些在微生物生长过程中起重要作用， 而机体对这些元素的需要量极其微小的元素，通常
脂肪、磷脂 天然气、石油、石油馏分、石蜡油等
NaHCO3、CaCO3、白垩等 芳香族化合物、氰化物 蛋白质、肋、核酸等
3. 氮源 氮源物质常被微生物用来合成细胞中含氮物质，少数情况
下可作能源物质，如某些厌氧微生物在厌氧条件下可利用
某些氨基酸作为能源。 能被微生物所利用的氮源物质有蛋白质及其各类降解产物、 铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐、分子态氮、嘌呤、嘧啶、脲、 酰胺、氰化物。
需要量在10-6-10-8mol/L (培养基中含量)。微量元素
一般参与酶的组成或使酶活化。
无机盐及其生理功能
元素 化合物形式(常用) 生理功能
磷
硫 镁
KH2PO4，K2HPO4
(NH4)2SO4， MgSO4 MgSO4
核酸、核蛋白、磷脂、辅酶及ATP等高能分子的成 分，作为缓冲系统调节培养基pH
藻类 C5H8NO2
原生动物 C7H14NO3பைடு நூலகம்
第二节 微生物的营养物(P60)
微生物的营养物：凡能满足机体生长、繁殖和完成各种生理活 动所需的物质。 微生物获得与利用营养物质的过程称为营养。 1. 水
2. 碳素营养源：能供给微生物碳素营养的物质， 包括无机含碳化合物和有机含碳化合物。 3. 氮素营养源：能供给微生物氮素营养的物质； 无机氮源 有机氮源 4. 无机盐：磷酸盐、硫酸盐、氯化物、碳酸盐等； 5. 生长因子：VB族、VC、氨基酸、嘌呤、嘧啶、生物素、 烟碱等。
沈萍《微生物学》各章大概
本课程采用的教材：沈萍主编的《微生物学》，高等教出版社 2000年7月第一版。
第一章绪论微生物科学人们常说的微生物(microorganism, microbe) 一词，是对所有形体微小、单细胞或个体结构较为简单的多细胞，甚至无细胞结构的低等生物的总称，或简单地说是对细小的人们肉眼看不见的生物的总称。
指显微镜下的才可见的生物，它不是一个分类学上的名词。
但其中也有少数成员是肉眼可见的，例如近年来发现有的细菌是肉眼可见的，1993 年正式确定为细菌的Epulopiscium fishlsoni 以及1998 年报道的Thiomargarita namibiensis ，均为肉眼可见的细菌。
所以上述微生物学的定义是指一般的概念，是历史的沿革，但仍为今天所适用。
巴斯德和柯赫对微生物学建立的贡献巴斯德和柯赫为微生物学的建立和发展做出了卓越的贡献，使微生物学作为一门独立的学科开始形成，巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人。
巴斯德彻底否定了“自然发生”学说；发现将病原菌减毒可诱发免疫性，首次制成狂犬疫苗，进行预防接种；证实发酵是由微生物引起的；创立巴斯德消毒法等；柯赫对病原细菌的研究做出了突出的成就：证实了炭疽病菌是炭疽病的病原菌，发现了肺结核病的病原菌，提出了证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则——柯赫原则，创建了分离、纯化微生物的技术等。
人类与微生物的关系微生物与人类关系的重要性，可以从它们在给人类带来巨大利益的同时也可能带来极大的危害两方面进行分析。
能够例举：面包、奶酪、啤酒、抗生素、疫苗、维生素及酶等重要产品的生产；微生物使得地球上的物质进行循环，是人类生存环境中必不可少的成员；（过去瘟疫的流行，现在一些病原体正在全球蔓延，许多已被征服的传染病也有“卷土重来”之势；食品的腐败等等具体事例说明。
第三章微生物细胞的结构与功能基本知识点：用培养平板进行微生物纯培养分离的方法包括：稀释倒平板法、涂布平板法、平板划线法。
微生物学复习资料
微生物学复习资料微生物，这个微小却又充满神秘和力量的世界，对于我们的生活、健康、环境乃至整个地球的生态系统都有着至关重要的影响。
让我们一起走进微生物学的领域，进行一次全面的复习。
一、微生物的定义与分类微生物是指那些肉眼难以看清，需要借助显微镜才能观察到的微小生物。
它们包括细菌、真菌、病毒、原生动物和藻类等多个类群。
细菌是微生物中的一大类，其形态多样，有球状、杆状和螺旋状等。
根据细菌细胞壁的结构和化学组成，可分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。
真菌则包括酵母菌、霉菌和蕈菌等。
酵母菌常用于发酵工业，而霉菌可以产生多种有用的代谢产物，如青霉素。
病毒是由核酸和蛋白质外壳组成的非细胞生物，它们必须寄生在活细胞内才能进行生命活动。
原生动物是单细胞真核生物，具有复杂的细胞器和多样的运动方式。
藻类则是含有叶绿素等光合色素的微生物，能够进行光合作用。
二、微生物的特点微生物具有体积小、面积大，吸收多、转化快，生长旺、繁殖快，适应强、易变异等特点。
由于体积微小，微生物具有巨大的比表面积，这使得它们能够迅速与周围环境进行物质交换和能量转化。
它们能够快速吸收营养物质，并在短时间内大量繁殖。
而且，微生物能够适应各种极端环境，如高温、高压、高盐等，同时也容易发生变异，这为微生物的进化和适应环境变化提供了强大的能力。
三、微生物的营养微生物的营养物质包括碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。
碳源是微生物合成细胞物质和代谢产物的碳架来源，如糖类、脂肪和有机酸等。
氮源则是用于合成蛋白质、核酸等含氮物质，有机氮源如蛋白质、氨基酸，无机氮源如铵盐、硝酸盐等。
能源为微生物的生命活动提供能量，光能和化学能是常见的能源形式。
生长因子是微生物生长所必需但自身不能合成的微量有机物，如维生素、氨基酸和碱基等。
无机盐为微生物提供必要的矿物质元素，调节细胞渗透压和pH 值。
水是微生物细胞的重要组成成分，也是各种生化反应的介质。
四、微生物的生长微生物的生长可以通过测定细胞数量或细胞重量来衡量。
微生物学复习资料 部分
微生物学复习资料（李方部分）第四章、微生物的营养5. 以伊红美蓝（EMB）培养基为例，分析鉴别培养基的作用原理。
答：鉴别培养基是用于鉴别不同类型微生物的培养基。
在培养基中加入某种特殊化学物质，某种微生物在培养基中生长后能产生某种代谢产物，而这种代谢产物可以与培养基中特殊化学物质发生反应，产生明显的特征性变化，根据这种变化，可将这种微生物与其他微生物区分开来。
伊红美蓝（EMB）培养基，就是在培养基中加入伊红、美蓝，与菌代谢物（酸）反映，使菌落呈现带金属光泽的深紫色，用于用于食品、乳制品、水源和病源标本中的革兰氏阴性肠道菌（如大肠杆菌）的分离和鉴别。
鉴别方法类似下表：质控菌株菌号生长情况菌落颜色金属光泽大肠杆菌25922 好 - 很好黑色+大肠杆菌 JM109 好 - 很好黑色+大肠杆菌DH5 α 好 - 很好黑色+金黄色葡萄球菌25923 不长 - 差无色-沙门氏菌好 - 很好无-粪大肠菌群好 - 很好红色-志贺氏菌好 - 很好无色-6. 以PTS（磷酸转移酶系统）为例解释基团转位。
答：基团发生化学变化，即经过修饰后再有复杂的运输系统完成物质的运输，过程需要能量。
主要存在于厌氧和兼性厌氧细菌中，主要用于糖的运输，也有脂肪酸、核苷等PTS，通常由5种蛋白质组成：酶1，酶2（abc三个亚基），一种低相对分子质量的热稳定蛋白质。
如图，在糖运输过程中，PEP上的磷酸集团逐步通过酶1、HPR的磷酸化与去磷酸化作用，最终在酶2的作用下转移到糖，生成磷酸糖释放于细胞质中。
7．以紫色非硫细菌为例，解释微生物营养类型的可变性及其对环境变化适应能力的灵活性。
答：在不同条件下生长，营养类型也会变化——紫色非硫细菌在没有有机物时可以同化CO2，它为自养型微生物，而当有机物存在时，它又可以利用有机物生长，此时为异养型微生物，而在光照和无氧条件下可利用光能生长，为光能营养型微生物，在黑暗与有氧的条件下，依靠有机物氧化产生化学能生长，为化能营养型。
微生物学各章知识点总结
微生物学各章知识点总结第一章：微生物的概念和分类体系1. 微生物的概念微生物是指肉眼不可见的微小生物体，包括细菌、真菌、病毒和原生动物等。
它们在自然界中广泛分布，对生态系统的循环和平衡起着重要作用。
2. 微生物的分类体系微生物按照生物学特征可以分为原核生物和真核生物两大类，其中原核生物包括细菌和蓝藻，真核生物包括真菌和原生动物。
此外，病毒是一种非细胞生物，通常被单独归类。
第二章：微生物的结构和形态1. 细菌的结构和形态细菌是单细胞微生物，其主要结构包括细胞壁、细胞膜、胞质和遗传物质。
细菌的形态多样，包括球菌、杆菌和螺旋菌等。
2. 真菌的结构和形态真菌是多细胞或单细胞微生物，其主要结构包括菌丝、分生子、孢子和细胞壁等。
真菌的形态多样，包括酵母菌、霉菌和子囊菌等。
3. 病毒的结构和形态病毒是非细胞微生物，其主要结构包括蛋白质外壳、遗传物质和蛋白质套等。
病毒的形态多样，包括线状、球状和多棱体等。
第三章：微生物的生长和繁殖1. 细菌的生长和繁殖细菌的生长是指细胞的增加和分裂过程，主要包括营养摄取、分裂和排泄等。
细菌的繁殖有二分裂、分裂和梭孢子等方式。
2. 真菌的生长和繁殖真菌的生长是指菌丝的延伸和分支过程，主要包括分生子的产生和分裂等。
真菌的繁殖有无性生殖和有性生殖两种方式。
3. 病毒的生长和繁殖病毒的生长是指在寄主细胞内复制遗传物质和合成蛋白质，主要包括吸附、穿透和复制等。
病毒的繁殖有裸核和包膜两种方式。
第四章：微生物的代谢和营养1. 细菌的代谢和营养细菌的代谢包括异养和自养两种方式，同时也可根据在氧气的存在下进行厌氧和需氧代谢。
细菌的营养包括糖类、氨基酸和脂肪等多种。
2. 真菌的代谢和营养真菌的代谢包括异养和自养两种方式，同时也可根据生长温度进行低温菌和高温菌。
真菌的营养包括糖类、氨基酸和无机盐等多种。
3. 病毒的代谢和营养病毒是非细胞生物，因此没有自身代谢和营养循环，其复制和生长需要依赖寄主细胞的物质和能量。
第五章 微生物生长与培养
1.选择和配制培养基的原则和方法
（1）营养物质组成合理，浓度适当，满足菌体 生长需要； （2）在一定条件下，各原料之间不发生化学反 应，理化性质相对稳定； （3）粘度适中，具有适当渗透压； （4）生产中选用的原材料尽量因地制宜，以降 低成本； （5）理化性质适宜，pH、氧化还原电动势也要 满足一定的要求。
样。
在微生物培养和发酵研究中，也需要研究微生物
培养的最佳氮源
生理酸性盐:
微生物代谢后形成酸性物质的某些无
机氮源 如(NH4)2SO4
生理碱性盐: 微生物代谢后产生碱性物质的某些无 机氮源 如 KNO3 生理酸性盐和生理碱性盐具有稳定调节发酵过程中 PH的积极作用。
表 氮源对恶臭假单胞菌 NA-1 菌株生长和酶形成的影响 氮源 硫酸铵 氯化铵 蛋白胨 酵母粉 尿素 谷氨酸 肉汁 硝酸钠 生物量(mg/mL) 1.45 1.33 3.88 4.07 2.53 5.07 3.74 2.62 烟酸羟基化酶活性(unit/mL) 0.002 0.000 0.301 0.288 0.111 0.045 0.371 0.114
②液体好氧培养方法
a. 摇瓶震荡培养箱
b. 台式磁力搅拌不锈钢发酵罐
c. 工业通用型搅拌发酵罐
2.厌氧培养方法
微生物厌氧培养箱
（二）微生物纯培养与混合培养
含有一种以上微生物的培养称作混合培养。自 然环境如土壤和水中，通常栖息着的是许多不同微 生物混杂在一起的群体。 微生物学中将在实验条件下从一个单细胞繁殖得 到的后代称为纯培养。 研究微生物生长通常采用微生物纯培养。
成分中，可以满足微生物生长的需要，一般不需要 额外添加。
《微生物学教程(周德庆)》各章复习重点
第一章原核生物的形态、构造和功能学习要点1.1. 细菌Bacteria一、细菌的形态和大小1. 基本形态（1）球菌（Coccus）：球形或近球形，根据空间排列方式不同又分为单、双、链、四联、八叠、葡萄球菌。
不同的排列方式是由于细胞分裂方向及分裂后情况不同造成的。
（2）杆菌（Bacillus）：杆状或圆柱形，径长比不同，短粗或细长。
是细菌中种类最多的。
（3）螺旋菌（Spirillum）：是细胞呈弯曲杆状细菌的统称，一般分散存在。
根据其长度、螺旋数目和螺距等差别，分为弧菌Vibrio（菌体只有一个弯曲，形似C字）和螺旋菌（螺旋状，超过1圈）。
细菌的形态不是一成不变的，受环境条件影响（如温度、培养基浓度及组成、菌龄等）。
一般在幼龄和生长条件适宜时，形状正常、整齐。
而在老龄和不正常生长条件下会表现出畸形、衰颓形等异常形态。
畸形是由于理化因素刺激，阻碍细胞发育引起；衰颓形是由于培养时间长，细胞衰老，营养缺乏，或排泄物积累过多引起的。
2. 细菌大小细菌是单细胞的，大小在1μm左右，在显微镜下才能看到其形状。
可用显微测微尺测量细菌大小，不同细菌大小不同，一般球菌直径0.5-1μm；杆菌直径0.5-1μm ，长为直径1-几倍；螺旋菌直径0.3-1μm，长1-50μm。
细菌大小也不是一成不变的。
二、细菌细胞结构细菌是单细胞的微生物，其细胞结构分为基本结构和特殊结构。
基本结构是细胞不变部分或一般结构，如细胞壁、细胞膜、细胞核、核糖体等为全部细菌细胞所共有。
特殊结构是细胞可变部分或特殊结构，如鞭毛、纤毛、荚膜、芽孢、气泡等，只在部分细菌中发现。
（一）细菌细胞的基本结构1. 细胞壁(cell wall)：位于细胞表面，较坚硬，略具弹性的结构。
（1）细胞壁的功能①保护细胞免受机械损伤和渗透压的破坏，维持细胞形状；②鞭毛运动支点；③正常细胞分裂必需；④一定的屏障作用；⑤噬菌体受体位点所在。
另外与细菌的抗原性、致病性有关。
（2）革兰氏染色Cristein Gram于1884年发明的一种细菌染色方法。
微生物学各章小结
微生物学各章小结第一章：绪论1、微生物：一类形体微小、单细胞或个体较为简单的多细胞，甚至无细胞结构的低等生物的统称。
2、微生物的几个基本特性：1体积小、面积大“微米”作为个体大小的度量单位，个体更小的病毒则以“纳米”为度量单位。
个体形态需要借助光学显微镜或电子显微镜观察。
肉眼可观察到微生物聚集的群体－菌落2微生物的种类多：原核生物：3500种；:病毒：4000种；真菌：9万种；原生动物和藻类：10万种；3在自然界中分布极为广泛4生长旺，繁殖快（单细胞藻类：3~6小时繁殖一代。
酵母：2~4小时繁殖一代。
细菌：0.5~1小时繁殖一代。
）5适应性强，易变异3、微生物学发展简史分几个阶段，其中代表人物是谁？主要做了什么贡献？（一）微生物的利用与发现时间：1676~1861 开创者：安东•列文虎克（Antony Leeuwenhoek )。
特点：自制单式显微镜观察细菌；微生物形态描述。
（二）微生物学及食品微生物学的建立19世纪中期，欧洲工业、农业规模化生产方式已经形成。
当时工农业生产发展中出现的葡萄酒发酵酸败、人畜传染病等与微生物相关的问题急需解决。
法国人巴斯德：彻底否定了“自生说”学说。
免疫学——预防接种。
证实发酵是由微生物引起的。
其他贡献：巴斯德消毒法等。
德国人柯赫：微生物学基本操作技术的贡献：a）细菌纯培养方法的建立。
b）设计了各种培养基，实现了在实验室内对各种微生物的培养。
c）蒸汽灭菌。
d）染色观察和显微摄影。
对病原细菌研究作出了突出贡献：a）具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌；b）发现了肺结核病的病原菌；c）证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则——著名的柯赫原则。
（三）近代微生物学的发展微生物学研究工具的不断改进；微生物学和其他生物科学共同发展，互相促进。
4、日常生活中与食品生产、储藏、变质等有关的微生物问题。
P5第二章：微生物的形态、结构与功能1、细菌：是一类单细胞、细胞壁坚韧、以二等分裂方式繁殖和水生性较强的原核微生物。
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第五章微生物的营养
概述：微生物的营养（nutrition）——生物体从外部环境摄取其生命活动所必须的能量和物质，以满足其生长和繁殖需要的一种生理功能。
营养物（nutrient）——能够满足微生物机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需的物质。
5.1 微生物的六种营养要素
5.1.1 碳源（source of carbon ）：在微生物生长过程中为微生物提供碳素来源的物质。
绝大部分碳源物质在细胞内生化反应过程中还能为机体提供维持生命活动所需的能源，因此，碳源物质通常也是能源物质。
5.1.2 氮源（source of nitrogen）：为微生物提供氮素来源的物质。
5.1.3 能源（source of energe）：能为微生物的生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射能。
各种异养微生物的能源就是碳源。
能源谱：
化学物质：有机物——化能异养微生物的能源（同碳源）；无机物——化能自养微生物的能源（不同于碳源）。
辐射能：光能自养和光能异养微生物的能源
5.1.4 生长因子（growth factor）：微生物生长所必须而且需要量很小，但微生物自身不能合成或合成量不足以满足机体生长需要的有机物。
主要包括：维生素、碱基、卟啉及其衍生物、甾醇、胺类、C4~C6的分枝脂肪酸，以及需要量较大的氨基酸。
5.1.5 无机盐( inorganic salt) ：微生物生长必不可少的一类营养物质，体内的主要功能是作为酶活性中心的组成部分。
持生物大分子和细胞结构的稳定性、调节并维持细胞的渗透压平衡、控制细胞的氧化还原电位和作为某些微生物生长的能源物质。
5.1.6 水（water）：水是微生物生长必不可少的营养要素。
水在细胞中的生理功能：1、溶剂；2、参与细胞内的化学反应；3、维持生物大分子的天然构象；4、比热高，为热的良导体能有效的吸收代谢过程中产生的热并及时将热迅速散发出体外；5、保持充足的水分是细胞维持正常形态的重要因素；6、微生物通过水合作用与脱水作用控制由多亚基组成的结构，如酶、微管、鞭毛及病毒颗粒的组装与解离。
5.2 微生物的营养类型：由于微生物种类繁多，其营养类型（nutritional types）比较复杂，人们常在不同层次和侧重点上对微生物营养类型进行划分。
质能否进入微生物细胞。
影响营养物进入细胞的因素有：1、营养物本身的性质。
相对分子质量、溶解性、电负性、极性等。
2、微生物所处的环境。
温度、pH、离子强度、相关的代谢抑制剂等。
3、微生物细胞的透过屏障（permeability barrier）。
原生质膜、细胞壁、荚膜及粘液层。
荚膜及粘液层的结构较为疏松，对细胞吸收营养物的影响较小。
相对分子量大于10000的葡聚糖难以通过革兰氏阳性细菌的细胞壁。
真菌和酵母的细胞壁只能允许相对分子量较小的物质通过。
物质的运输方式：与细胞壁相比，原生质膜在控制物质进入细胞的过程中起着更为重要的作用。
它对跨膜运输（transport across membrane）的物质具有选择性。
根据物质运输过程的特点，可将物质的运输方式分为：单纯扩散；促进扩散；主动运输；基团移位；膜泡运输。
5.3.1 单纯扩散（Simple Diffusion ）：细胞膜可以通过物理扩散方式让许多小分子、非电离分子尤其是亲脂性的分子被动地通过即单纯扩散。
这类物质的种类不多，主要是：氧、二氧化碳、乙醇和某些氨基酸分子。
5.3.2 促进扩散（facilitated diffusion ）：促进扩散（facilitated diffusion ）与单纯扩散的主要差别是在溶质的运送过程中，必须借助于膜上底物特异性载体蛋白（carrier protein）的参与。
促进扩散只能把环境中浓度较高的分子加速扩散到细胞内，直至膜两侧的溶质浓度相等为止，而绝不能引起溶质的逆浓度梯度运送。
只对生长在高营养物浓度下的微生物发挥作用。
5.3.3 主动运送（Active Transport ）：主动运送是微生物吸收营养物质的主要机制。
特点：1、需要特异性载体蛋白协助；2、需要提供能量；3、可以逆浓度梯度运送。
运送的营养物有：无机离子、有机离子和一些糖类（乳糖、蜜二糖、葡萄糖等）
5.3.4 基团移位（Group Translocation ）：基团移位是一种既需特异性载体蛋白又须耗能的运送方式，但溶质在运送前后会发生分子结构的变化。
5.3.5 膜泡运输（membrane vesicle transport）：主要存在于原生动物特别是变形虫（amoeba）中，是这类微生物的一种营养物质的运输方式。
包括：胞吞作用（phagocytosis）、胞饮作用（pinocytosis）。
5.4 培养基（culture medium）：培养基是人工配制的，适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的营养基质。
任何培养基都应具备微生物所需要的六大营养要素，且比例合适。
任何培养基一旦配成，必须立即进行灭菌，否则很快引起杂菌丛生，并破坏其固有成分和性质。
5.4.1 配制培养基的原则
1、选择适宜的营养物质
2、营养物质浓度及配比合适
3、控制pH条件
4、控制氧化还原电位（redox potential）
5、原料来源的选择
6、灭菌处理
5.4.2 培养基的类型及应用
1、按照对培养基成分的了解程度划分
①天然培养基（complex medium）：牛肉膏蛋白胨培养基等。
②合成培养基（synthetic medium）：高氏一号培养基等。
③半合成培养基（semi-defined medium）：马铃薯蔗糖培养基等。
2、根据物理状态划分
①固体培养基（solid medium）：琼脂含量1%~2%。
②半固体培养基（semi-solid medium）：琼脂含量0.2%~0.7%。
③液体培养基（liquid medium）
3、根据用途划分
①基础培养基（minimum medium）
②加富培养基（enriched medium）
③鉴别培养基（differential medium）
④选择培养基（selective medium）
⑤其他培养基
其他培养基：分析培养基（assay medium）用于抗生素、维生素的测定或生长谱的测定；还原型培养基（reduced medium）用于培养厌氧型微生物；组织培养物培养基（tissue-culture medium）含有动植物细胞，用来培养病毒、衣原体、立克次氏体及某些螺旋体等专性活细胞寄生的微生物。
有些病毒和立克次氏体目前还不能利用人工培养基来培养，需要接种在动植物体内、动植物组织中才能繁殖。
常用的培养病毒与立克次氏体的动物有小白鼠、家鼠、豚鼠，鸡胚也是培养某些病毒与立克次氏体的良好营养基质，鸡瘟病毒、牛痘病毒、天花病毒、狂犬病毒等十几中病毒也可用鸡胚培养。